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數(shù)字孿生智慧城市管理系統(tǒng)
數(shù)字孿生智慧城市管理系統(tǒng)
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數(shù)字孿生水務(wù)動(dòng)態(tài)監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)
發(fā)布時(shí)間:2024-05-05瀏覽次數(shù):295

數(shù)字孿生水務(wù)動(dòng)態(tài)監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)以三維地理信息引擎為核心,以時(shí)空數(shù)據(jù)為底座支撐,依托3DGIS+BIM+Video+AI+IOT的總體技術(shù)路線,綜合運(yùn)用數(shù)字孿生、視頻融合、位置智能等空間技術(shù),對(duì)水務(wù)管理場(chǎng)景的全要素、全過(guò)程、全領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)字映射。把平臺(tái)各業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)和各類事件的高度集成可視化呈現(xiàn),構(gòu)建智慧水務(wù)視頻孿生綜合態(tài)勢(shì)一張圖,提供給管理人員沉浸式管理空間,實(shí)現(xiàn)一屏可視、一圖指揮,賦能水務(wù)業(yè)務(wù)的高效管理與精準(zhǔn)指揮調(diào)度。

數(shù)字孿生場(chǎng)景融合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI等前沿技術(shù)應(yīng)用,將信息、技術(shù)、設(shè)備與水務(wù)管理需求有機(jī)結(jié)合,全面支撐水利業(yè)務(wù)應(yīng)用體系,流域總覽、流域防洪監(jiān)測(cè)、水庫(kù)監(jiān)測(cè)、水利調(diào)度、智慧水務(wù)、河湖巡檢等多個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域,并提供數(shù)據(jù)分析、對(duì)象管理、對(duì)象剖分、設(shè)備控制、實(shí)時(shí)告警管理、虛擬漫游等豐富功能,全面賦能用戶業(yè)務(wù)應(yīng)用,有效提升水利跨部門決策和資源協(xié)調(diào)效率。

數(shù)字孿生水務(wù)動(dòng)態(tài)監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)

1.數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)

感知層:感知層主要包括物理實(shí)體中搭載先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的各類新型基礎(chǔ)設(shè)施。

數(shù)據(jù)層:數(shù)據(jù)層主要包括保證運(yùn)算準(zhǔn)確性的高精度的數(shù)據(jù)采集、保證交互實(shí)時(shí)性的高速率數(shù)據(jù)傳輸、保證存取可靠性的全生命周期數(shù)據(jù)管理。

運(yùn)算層:運(yùn)算層是數(shù)字孿生體的核心,其充分借助各項(xiàng)先進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)下層數(shù)據(jù)的利用,以及對(duì)上層功能的支撐。

功能層:功能層是數(shù)字變生體的直接價(jià)值體現(xiàn),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)認(rèn)知、系統(tǒng)分析、故障診斷、預(yù)測(cè)推演功能,從而起到輔助決策作用。系統(tǒng)認(rèn)知,數(shù)字孿生體能夠真實(shí)描述及呈現(xiàn)物理實(shí)體的狀態(tài),它是實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生體其它高級(jí)和智能化功能的基礎(chǔ)。系統(tǒng)分析可實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生體的狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能,發(fā)揮對(duì)物理實(shí)體的早期預(yù)警作用。故障診斷,通過(guò)分析物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài),了解現(xiàn)象背后的原因。預(yù)測(cè)推演,是利用仿真技術(shù)來(lái)預(yù)見物理實(shí)體未來(lái)的狀態(tài)演變,從而指導(dǎo)當(dāng)前的運(yùn)行決策。

應(yīng)用層:應(yīng)用層是面向各類場(chǎng)景的數(shù)字孿生體的最終價(jià)值體現(xiàn),具體表現(xiàn)為不同行業(yè)的各種產(chǎn)品,能夠明顯推動(dòng)各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

2.數(shù)字孿生系統(tǒng)的典型特征

等價(jià)映射:數(shù)字孿生體是對(duì)物理實(shí)體的等價(jià)描述,是對(duì)物理實(shí)體進(jìn)行數(shù)字化而松建的模型數(shù)字孿生體的變化能夠真實(shí)反映現(xiàn)實(shí)世界中的物理實(shí)體的變化。數(shù)字孿生體能夠?qū)崿F(xiàn)雙向映射、數(shù)據(jù)連接和狀態(tài)交互,起到“數(shù)化”、“保真”效果。

實(shí)時(shí)交互:基于實(shí)時(shí)傳感等多元數(shù)據(jù)的獲取,孿生體可全面、精準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)反映物理對(duì)象的狀態(tài)變化,包括外觀、性能、位置、異常等?!皩?shí)時(shí)”體現(xiàn)數(shù)字孿生體所處狀態(tài)是物理實(shí)體狀態(tài)的實(shí)時(shí)虛擬映射;“交互”體現(xiàn)數(shù)字孿生體與物理實(shí)體間存在數(shù)據(jù)及指令互動(dòng)。

共生演進(jìn):“共生”體現(xiàn)在數(shù)字孿生體與物理實(shí)體同步構(gòu)建,在全生面周期中相互依存,孿生體隨著孿生對(duì)象的生長(zhǎng)而不斷演變。共智體現(xiàn)在三個(gè)層面:孿生體與孿生對(duì)象間共享智慧(包括:數(shù)據(jù)、算法)、孿生體內(nèi)部各種孿生模型間共享智慧、不同生命周期階段的孿生體間共享智慧。

預(yù)測(cè)優(yōu)化:根據(jù)物理實(shí)體的各項(xiàng)真實(shí)數(shù)據(jù),通過(guò)數(shù)字孿生體進(jìn)行仿真,實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)體未來(lái)狀態(tài)的預(yù)測(cè),預(yù)先知曉未來(lái)狀態(tài)能夠輔助用戶做出更合理的決策。根據(jù)物理實(shí)體的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài),通過(guò)數(shù)字孿生體進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)不穩(wěn)定狀態(tài)的預(yù)測(cè),預(yù)先覺(jué)察即將可能發(fā)生的不穩(wěn)定狀態(tài),使用戶更從容地處理該問(wèn)題。

建立數(shù)字孿生體的最終目的,是通過(guò)描述物理實(shí)體集合內(nèi)在機(jī)理,分析規(guī)律、洞察趨勢(shì),基于分析與仿真對(duì)物理世界形成優(yōu)化指令或策略,實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)體決策優(yōu)化功能的閉壞。根據(jù)數(shù)字孿生的典型特征,可以得出數(shù)字孿生的體系架構(gòu)。

3.系統(tǒng)功能

(1)流域預(yù)報(bào)預(yù)演

依托實(shí)景孿生平臺(tái),綜合降雨、水位監(jiān)測(cè)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),結(jié)合水利專業(yè)模型和水利知識(shí),實(shí)現(xiàn)流域水位的預(yù)警、預(yù)報(bào)、預(yù)演、預(yù)案功能,提升上游來(lái)水預(yù)報(bào)精度,具體實(shí)現(xiàn)包括降雨模擬仿真、產(chǎn)匯流仿真、洪水演進(jìn)、淹沒(méi)分析等功能,提升應(yīng)急處置能力。

(2)指揮調(diào)度輔助決策

依托實(shí)景孿生平臺(tái),集成指揮調(diào)度及語(yǔ)音調(diào)度系統(tǒng),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻、智能分析、智能監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù),打通業(yè)務(wù)壁壘,多業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一,幫助指揮人員通過(guò)實(shí)景孿生場(chǎng)景快速了解現(xiàn)場(chǎng)情況,實(shí)現(xiàn)在水利實(shí)景一張圖中的精準(zhǔn)指揮和調(diào)度,賦能精準(zhǔn)指揮和科學(xué)決策。

(3)河湖管理

實(shí)現(xiàn)對(duì)河湖劃界成果、岸線規(guī)劃分區(qū)、“四亂”治理成果等業(yè)務(wù)“一張圖”管理實(shí)現(xiàn)對(duì)巡河人員、路線的實(shí)時(shí)監(jiān)控和巡河任務(wù)、問(wèn)題的流程化管理。充分發(fā)揮視頻監(jiān)控價(jià)值,在三維實(shí)景一張圖中便捷調(diào)取現(xiàn)場(chǎng)視頻,了解周邊環(huán)境,掌控巡檢過(guò)程,精準(zhǔn)指揮調(diào)度。

(4)水廠綜合管理

針對(duì)水廠的日常運(yùn)營(yíng)管理,實(shí)現(xiàn)水廠綜合態(tài)勢(shì)一張圖展示、水廠分布地理信息一張圖感知、設(shè)備管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)三維實(shí)景掌控、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警事件場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)定位處置、能耗分布一張圖態(tài)勢(shì)感知、實(shí)景態(tài)勢(shì)三維立體直觀監(jiān)控、水廠應(yīng)急事件處置決策等數(shù)智化管理,推進(jìn)水廠四預(yù)建設(shè),提升水廠綜合運(yùn)行管理能效。

(5)水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理

系統(tǒng)接入水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集中匯聚和綜合分析,在智慧水務(wù)綜合態(tài)勢(shì)一張圖中,以多元圖表方式對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行可視化綜合呈現(xiàn)。在數(shù)字孿生場(chǎng)景中,對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行一張圖直觀展示,聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景精準(zhǔn)定位查看數(shù)據(jù)詳情,異常指標(biāo)及時(shí)提醒,直觀標(biāo)注,精準(zhǔn)定位,實(shí)現(xiàn)水質(zhì)態(tài)勢(shì)的直觀可視化監(jiān)測(cè)管理。

(6)水源綜合管理

在實(shí)景三維一張圖場(chǎng)景中,對(duì)水源地分布進(jìn)行直觀展示,水庫(kù)、水源井、泵站等關(guān)鍵位置直觀標(biāo)注,可以聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景快速定位至水源地區(qū)域?yàn)g覽周邊環(huán)境和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)詳情信息。對(duì)前端全量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合匯聚分析,并以可視化圖表方式在綜合態(tài)勢(shì)一張圖直觀展示,為管理人員的精準(zhǔn)管理和科學(xué)決策提供可視化數(shù)據(jù)支撐。

(7)供水管線巡檢管理

系統(tǒng)接入水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集中匯聚和綜合分析,在智慧水務(wù)綜合態(tài)勢(shì)一張圖中,以多元圖表方式對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行可視化綜合呈現(xiàn)。在數(shù)字孿生場(chǎng)景中,對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行一張圖直觀展示,聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景精準(zhǔn)定位查看數(shù)據(jù)詳情,異常指標(biāo)及時(shí)提醒。直觀標(biāo)注。精準(zhǔn)定位,實(shí)現(xiàn)水質(zhì)態(tài)勢(shì)的直觀可視化監(jiān)測(cè)管理?;趯?shí)景孿生平臺(tái)實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)漏損分析,爆管定位,應(yīng)急處置預(yù)案等,提升管網(wǎng)維護(hù)能力,保障供水安全穩(wěn)定。

(8)水庫(kù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)立體感知

接入水雨情、水質(zhì)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)警統(tǒng)計(jì)信息等態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀呈現(xiàn)。數(shù)字孿生場(chǎng)景中對(duì)各流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)、取水口、水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、水雨情監(jiān)測(cè)點(diǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布情況進(jìn)行直觀展示,并與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綁定,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)態(tài)勢(shì)的精準(zhǔn)直觀展示。結(jié)合水雨情數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)上游來(lái)水預(yù)報(bào),孿生場(chǎng)景中對(duì)水庫(kù)放水態(tài)勢(shì)進(jìn)行仿真推演,直觀展示放水過(guò)程和對(duì)下游區(qū)域的影響,保障水庫(kù)運(yùn)行安全。

數(shù)字孿生水務(wù)動(dòng)態(tài)監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)

4.應(yīng)用場(chǎng)景

(1)實(shí)景三維水利管網(wǎng)管理

基于孿生承載平臺(tái),綜合承載地理信息數(shù)據(jù)、水務(wù)管網(wǎng)模型數(shù)據(jù)、水務(wù)管網(wǎng)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)等,搭建水務(wù)管網(wǎng)實(shí)景三維一張圖,重點(diǎn)設(shè)備和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)直觀標(biāo)注,高效檢索定位,一張圖中對(duì)水務(wù)管網(wǎng)進(jìn)行直觀、精準(zhǔn)、可視化管理。

針對(duì)信息展示,定制可視化數(shù)據(jù)專題,一張圖直觀展示水務(wù)管網(wǎng)信息,實(shí)現(xiàn)宏觀態(tài)勢(shì)與微觀詳情的一體化掌控。

(2)實(shí)景三維水利設(shè)備管理

針對(duì)智慧水務(wù)設(shè)備管理,搭建實(shí)景三維設(shè)備管理態(tài)勢(shì)一張圖,將包含水源、水廠、壓力、流量、水質(zhì)、大用戶、二次供水、應(yīng)急泵房、滲漏預(yù)警在線設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行一張圖綜合展示。結(jié)合三維地理信息場(chǎng)景,在一張圖中對(duì)設(shè)備分布、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)備告警進(jìn)行直觀展示和聯(lián)動(dòng)處置,實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理的直觀、精準(zhǔn)、高效、科學(xué)。

(3)實(shí)景三維水利調(diào)度管理

針對(duì)智慧水務(wù)調(diào)度管理,定制流程化管理系統(tǒng),集生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃管理、生產(chǎn)運(yùn)行綜合感知、調(diào)度值班科學(xué)管理、調(diào)度事件流程化填報(bào)管理、調(diào)度事件三維一張圖直觀感知等數(shù)智化功能于一體,賦能智慧水務(wù)生產(chǎn)調(diào)度高效管理和精準(zhǔn)科學(xué)決策。

(4)水廠智慧化綜合管理

針對(duì)水廠運(yùn)營(yíng)管理,實(shí)現(xiàn)水廠綜合態(tài)勢(shì)一張圖展示、水廠分布地理信息一張圖感知、設(shè)備管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)三維實(shí)景掌控、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警事件場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)定位處置、能耗分布一張圖態(tài)勢(shì)感知、實(shí)景態(tài)勢(shì)三維立體直觀監(jiān)控等數(shù)智化管理,提升水廠綜合運(yùn)行管理能效。

(5)漏損分析:水務(wù)精準(zhǔn)控漏

通過(guò)漏損控制管理系統(tǒng)對(duì)DMA區(qū)域的夜間最小流量、水平衡、產(chǎn)銷差等監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行分析,評(píng)估各區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)漏損狀況,有效識(shí)別管網(wǎng)漏損嚴(yán)重區(qū)域和漏損構(gòu)成,科學(xué)指導(dǎo)開展管網(wǎng)漏損控制作業(yè),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控漏,提高漏損控制效率。

(6)水務(wù)管網(wǎng)滲漏智能預(yù)警

通過(guò)視頻+數(shù)字孿生技術(shù)底座,實(shí)現(xiàn)多種管網(wǎng)滲漏監(jiān)測(cè)預(yù)警方式提高預(yù)警精準(zhǔn)性,管網(wǎng)滲漏預(yù)警統(tǒng)計(jì)分析并綜合呈現(xiàn),同時(shí)基于三維GIS地圖,對(duì)滲漏預(yù)警管網(wǎng)位置進(jìn)行直觀標(biāo)注,實(shí)現(xiàn)滲漏事件的精準(zhǔn)定位,提升管網(wǎng)運(yùn)維的便捷性、精準(zhǔn)性和科學(xué)性。

(7)智慧水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理:水質(zhì)監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)接入水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集中匯聚和綜合分析,在智慧水務(wù)綜合態(tài)勢(shì)一張圖中,以多元圖表方式對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行可視化綜合呈現(xiàn)。在數(shù)字孿生場(chǎng)景中,對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行一張圖直觀展示,聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景精準(zhǔn)定位查看數(shù)據(jù)詳情,異常指標(biāo)及時(shí)提醒,直觀標(biāo)注,精準(zhǔn)定位,實(shí)現(xiàn)水質(zhì)態(tài)勢(shì)的直觀可視化監(jiān)測(cè)管理。

(8)智慧水源綜合管理:水環(huán)境監(jiān)測(cè)

在實(shí)景三維一張圖場(chǎng)景中,對(duì)水源地分布進(jìn)行直觀展示,水庫(kù)、水源井、泵站等關(guān)鍵位置直觀標(biāo)注,可以聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景快速定位至水源地區(qū)域?yàn)g覽周邊環(huán)境和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)詳情信息。對(duì)前端全量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合匯聚分析,并以可視化圖表方式在綜合態(tài)勢(shì)一張圖直觀展示,為管理人員的精準(zhǔn)管理和科學(xué)決策提供可視化數(shù)據(jù)支撐。

(9)用戶監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)接入前端全量監(jiān)測(cè)感知數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)用水量的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。對(duì)用水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行綜合匯聚分析并直觀呈現(xiàn),輔助管理人員精準(zhǔn)掌控用水態(tài)勢(shì)。

針對(duì)用水量設(shè)置閾值,對(duì)超出指標(biāo)的大用戶進(jìn)行及時(shí)預(yù)警,并在三維場(chǎng)景中進(jìn)行直觀標(biāo)注,可聯(lián)動(dòng)查看數(shù)據(jù)詳情,聯(lián)動(dòng)附近監(jiān)控查看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景詳情,排查數(shù)據(jù)異常原因,便于精準(zhǔn)運(yùn)維管理,輔助管理人員開展精準(zhǔn)科學(xué)決策。

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